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等离子体中自聚焦振幅调制超高斯激光束及高效太赫兹辐射

DOI：10.1016/j.rinp.2020.103086 期刊：Results in Physics 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 基于预形成波纹密度等离子体中振幅调制超高斯激光束的自聚焦效应，当有质动力非线性起作用时，可提出一种在调制频率下产生太赫兹（THz）辐射的方案。研究采用了近轴光线近似（PRA）下的程函方程，并考虑了介电函数展开式中的高阶项。激光传播方向横向的强度变化会产生有质动力，进而生成瞬态横向非线性电流。该电流在调制频率下驱动太赫兹波段辐射。因此与简单PRA相比，引入高阶项能增强光束自聚焦效应、提升THz辐射场强及转换效率。此外，更高阶激光光束会降低自聚焦程度，且该程度随调制指数和时间发生变化。通过采用高阶近轴光线近似并优化激光光束与波纹密度参数，本研究探究了等离子体特性，使THz辐射效率达到6.5%。该方法适用于高效太赫兹辐射的产生。
作者： Mitra Amouamouha，Farhad Bakhtiari，Bijan Ghafary
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研究概述 实验方案

研究目的

提出一种方案：当有质动力非线性起作用时，基于振幅调制超高斯激光束在波纹密度等离子体中的自聚焦效应，在调制频率下产生太赫兹（THz）辐射。

研究成果

研究表明，在波纹密度等离子体中，振幅调制超高斯激光束的自聚焦效应可高效产生与调制频率一致的太赫兹辐射。通过考虑近轴近似中的高阶项并优化激光束与等离子体参数，太赫兹辐射效率最高可达6.5%。该方法为高效产生太赫兹辐射提供了具有前景的解决方案。

研究不足

该研究是理论性的，依赖于数值模拟。需要通过实验验证来确认研究结果。太赫兹辐射产生的效率取决于激光束和等离子体参数的优化，这在实践中可能具有挑战性。

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